طراحی شاخص ابداعی PFRI برای ارزیابی تاب آوری شبکه های توزیع آب با مدلسازی WaterGEMS (مطالعه موردی: چمستان)

یکی از چالش های اساسی شبکه های توزیع آب، ناترازی میان فشار و دبی در شرایط بهره برداری است که می تواند مستقیما بر تاب آوری شبکه تاثیر بگذارد. در این پژوهش، شاخص جدیدی با عنوان (PFRI) معرفی و برای ارزیابی تاب آوری شبکه توزیع آب شهر چمستان در نرم افزار واترجمز به کار گرفته شد. این شاخص بر پایه ی تغییرات قدرمطلق فشار در گره ها و میانگین تغییرات قدر مطلق جریان در لوله های مجاور تعریف شده و با وزن دهی فشار (۰.۶= WP و ۰.۴=WD) محاسبه گردید. دو سناریوی ناترازی شامل افزایش ۲۰% تقاضا (S۱) و کاهش ۲۰% فشار ورودی (S۲) شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد میانگین PFRI در S۱ برابر با ۰.۹۲۰ و در S۲ برابر با ۰.۹۱۴ است؛ حداقل مقادیر PFRI در S۱ و S۲ به ترتیب ۰.۱۸۷ و ۰.۳۸۶ و بیشترین مقدار در هر دو سناریو ۱ گزارش شد. تحلیل توزیع گره ها نشان داد که در S۱ تعداد گره های «خیلی بحرانی» ۵ و در S۲ تعداد آن ۳ است؛ همچنین توزیع کامل گره ها در چهار طبقه ی تاب آوری به ترتیب سناریو اول و دوم عبارت است از: خیلی بحرانی ۵ و ۳، نسبتا بحرانی ۴۰ و ۴۲، تاب آوری مناسب ۷۳۲ و ۵۹۱، تاب آوری بالا ۴۶۵ و ۶۰۶ می باشد. نتایج و نقشه های حرارتی در ArcMap نشان دهند ی هم پوشانی قابل توجه نقاط کم فشار و گره های با PFRI پایین است. یافته ها نشان می دهد که شبکه در مجموع تاب آوری نسبتا بالایی دارد اما افزایش ناگهانی تقاضا منجر می شود در بعضی از گره ها نقاط بحرانی ایجاد شود؛ از این رو پیشنهاد می شود راهبردهایی نظیر مدیریت تقاضا، کنترل فشار هدفمند و توسعه سامانه های دوقلوی دیجیتال برای پایش و تصمیم گیری پیشگیرانه در دستور کار قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

شاخص فشار-دبی PFRI ، شاخص تاب آوری ، WaterGEMS ، Digital Twin ، تاب آوری شبکه توزیع آب